减少焊接变形与应力消除

Chapter2焊接变形与应力

Stressandreformofwelding本章重点：1.杆件的均匀加热、冷却过程的变形与应力2.长板条在不均匀温度场作用下的变形与应力3.焊接残余变形4.预防和矫正残余变形的方法5.焊接残余应力6.焊接残余应力的调节及消除措施本章难点：1.杆件的均匀加热、冷却过程的变形与应力2.长板条在不均匀温度场作用下的变形与应力3.焊接残余变形4.焊接残余应力3.1焊接应力与变形的基本概念

1.按应力的分布范围2.根据结构中的空间位置焊接应力产生的原因及分类1焊接应力产生的原因及分类23.根据应力与焊缝的相对位置4.根据应力产生、作用的时间5.根据应力形成原因

焊接变形产生原因及分类11.自由变形：当金属物体温度发生变化，或发生了相变，其尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由的进行。单位长度的自由变形量：焊接变形产生原因及分类22.外观变形：当金属物在温度变化过程中受到阻碍，不能完全的自由变形，把能表现出来的这部分变形，称为外观变形。3.内部变形：把未表现出来的那部分变形，称为内部变形；

焊接残余变形的基本类型

纵向横向收缩变形角变形、弯曲变形和波浪变形杆件的均匀加热和冷却过程中的变形和应力

简化假定：1.金属材料的性参数是与温度变化无关的参数2.金属的相变温度很高，不考虑组织应力3.材料屈服极限与温度变化关系不同帜拘束模条件娇下杆缸件均享匀加培热、云冷却扛时的浅变形毕和应恳力1.杆件器在无代拘束够条件宁下杆博件均袭匀加屠热、典冷却杜时的熔变形切和应慈力2.杆件做在拘档束条失件为忧均匀吨加热寇、冷雕却时本皆不狗能自至由变闲形的叹变形笨和应拒力2.杆件喜在拘列束条雀件为好均匀仿加热李、冷发却时雷皆不抛能自型由变彻形的辽变形柄和应沫力2.杆件担在拘沫束条侦件为劣均匀大加热塘、冷皂却时疾皆不逆能自矛由变拣形的天变形光和应夏力3.杆件嘉在拘指束条孟件为叼加热欣时不品能自许由膨蓄胀，企冷却秤时能跨自由宣收缩裕是的恰变形逆和应登力3.杆件毁在拘甲束条史件为亭加热却时不缎能自纸由膨停胀，逐冷却岩时能惊自由饲收缩削是的伍变形婆和应铜力3.杆件追在拘此束条射件为五加热乒时不积能自涉由膨欧胀，雹冷却剧时能起自由性收缩虹是的饰变形叫和应说力3.长板铲条（勇长宽裹比>>悔4~京5）在谦不均统匀温书度场栏作用泪下变筋形和渐应力假定：1.单向价应力2.线热滴源，蝇厚度肚方向撇上温这度是割均匀径的3.截面涝保持洪平面长板铁条在牺中心矛加热究引起喂的纵订向收太缩变渔形和锁应力长板犁条非擦对称泪加热挽引起滩的变直形和末应力长板贪条冷磁却后上产生墨的残雕余应禁力和芬变形残余拌应力殿的分雅布是滤：焊港缝及添近焊蜜缝区漏域受弹到拉朴应力乎，常扎达以流后随煤远离版焊缝叫依次火是压伍应力菠，拉锦应力弓，形宁成三光个正伤负相指间的吗应力捷分布易区。4.焊接煎残余白变形纵向铅收缩饶变形树及产怀生的怒弯曲食变形纵向络收缩通变形眼结论纵向尺收缩笨量的盼计算1.单层幼焊的隶纵向费收缩叙量：F—构件小截面退积L—构件娃长度--焊缝烤截面海积2.多层闯焊的匀收缩慕量：焊接方法CO2焊埋弧焊手工焊材料低碳钢低碳钢奥氏体钢K10.0430.071~0.0760.048~0.0570.076纵向肝引起远弯曲拖变形到结论横向辉收缩映变形伞及其呈产生勺的挠止曲变贫形对接粗接头信横向涛变形猾的实线验数美据丁字煤接头鼓及搭怕接接叉头横控向收艇缩横向居收缩绵变形竭结论横向援引起赢弯曲塌变形横向界引起他弯曲虹变形怒与焊卫缝到伏焊件护形心贝的距菌离成既正比角变普形1.焊缝德横向族收缩珍引起讽的弯落曲角捕变形2.焊缝粉金属惑收缩运引起妨的倾菠斜角伴变形对接透接头刚角变赤形丁字妖接头询和搭碑接接紧头的萌角变诊形波浪翻变形原因：薄圆板在荒承受榴压应贪力，恶当其日中的按压应妻力达养到-临界辉应力炊，薄净板将嫌出现搅波浪锁变形瓦失去突承载旋能力遥，称佣之为脸失稳受。错边老变形原因：主即要是叨焊接我过程追中对吸接边临的热草量不底平衡谋，装绘配不斧善会慎造成乞错边5.预防贺和矫造正焊晌接残煤余变海形的酬方法1.合理洗设计：1.选用闻对称雀截面精的结御构，瓶焊缝听布置存对称碍，在还设计杂时，置安排宜焊缝怠尽可叛能使朝焊缝陵对称见于截茎面的汤中性残轴1.合理拢设计2.合理肤的选坚择焊挣缝的唉尺寸薯和形负式：在承保证抗结构蚁的承舒载能站力的徒条件懒下，串尽量败采用帝较小蝇的焊络缝尺含寸3.尽可厚能减明少焊钻缝的浙数量：用脏型钢接代替停钢板占，用铲断续闲焊代尺替连块续焊2.工艺子措施1.正确昂的确瓜定装鞠配、垦焊接忌顺序不正很确的肿装配黎次序免：工毛字构选件，跟先丁况字，大然后滤在装香另一鸦块盖城板，浸焊后特仍有夕较大私的挠铸度丁字工字正确发应该谋是，耻先点朵固成仙工字趣，然墨后焊膝接，六注意穿次序2.工艺话措施2.选择岛适当路的施早焊次纸序和持方向原则迁：反变由形法定义：构提件在竿焊前饭预制据成与得变形岁方向嗽相反辫的变参形，纺这种半方法禁可以桑防止摄弯曲冤变形峰，和伏角变筒形。刚性合固定呼法在无才反变丸形的库情况帜下，艳将构崖件加阶以固熟定来杏限制捡焊接后变形砍，（朝在焊粉法兰阴盘上域），诱防止份角变济形和损波浪纱变形疮较好合理历的选算择焊峡接的悦方法锈和焊逆接规佛范选择档线能栽量较杨低的捐焊接踢方法非，采歌用多叔层焊国代替径单层姑焊矫正荡残余恐变形乳的方滥法1.机械钻矫正欧法：将势变形当的构盟件中蹄的尺露寸较应短的扬部分搬通过角机械誓力作筐用，慰使之咬产生戴塑性希延展茎变形誓，而考恢复倍和达加到形绸状的隙要求管，可疏以利似用螺潮旋、升气动粒、液备压的约器具椒来加鬼外力矫正和残余扬变形镜的方慢法2.火焰贼矫正垃法：利梅用火疤焰加批热时答产生像的局揭部压活缩变悔形使艺较长篇部分忙在冷绞却后洽缩短挠来消拘除变夜形（瓣不适管用于逆具有陪晶间故腐蚀升倾向握的不核锈钢昂和淬疮硬倾消向较半大的青钢材哄）6.焊接殖残余环应力焊接答残余习应力展分布1.纵向朵应力讨的分费布1.纵向供应力败的分良布横向雄应力香的分范布横向桌应力晴的分皆布横向招应力合的分耀布厚板诸中的帖残余选应力陈分布封闭宰焊缝遮中的留残余坐应力枪分布组织煎应力[相变喉应力]焊接答残余排应力狂的影伙响1.对静崇载强位度的骡影响2.对机抢械加尝工精丢度的沸影响原因智：焊竞件在气不经瓜过焊脾后消题应力牢处理回，内尾部存近在着缎相互冬平衡凡的应筛力，炎当进姻行机共械加花工时初，如仇切削少掉焊国件的倚一部涌分承宋受残础余应材力金荣属，糠则焊明件会暑重新袋变形灰（二它次变过形）演以使敲残余榴应力饱重新奖分布献来保你持平乱衡，蛇焊件杀不断葵的切疫削，昂就会纲不断首的变膛形，铃加工巨精度票难以戒保证焊接闲残余拴应力前的影乞响3对疲垮劳强榴度的厚影响（研弹究不踪蝶够充套分）4对应迈力腐磁蚀的零影响原因唱：拉想应力放和介骗质、祝腐蚀露共同偏作用毅下产驴生裂庆纹的院一种梯现象谋，拉齿应力苏越大抗，发证生应补力腐裹蚀开谷裂的滋时间代越早逗。5对结茫构刚穷度的捐影响结论矮：在洒静载绩下，途焊件扯经过支一次屿加载钉，卸奋载后毛，以研后再瓶次加律载，杰只要幼其大识小不拜超过示前一疮次，缩慧残余共应力舍不再谁起作概用，仅外载消也不笼影响厨焊件迹内部见残余凳应力绕的分忠布7.焊接稻残余羡应力证的调迁节及独消除匪措施1.调节腥残余甜应力趟的措疼施1.坑1设计植措施:设计生上减顿小焊话接应博力的跨核心假是正圾确布更置焊株缝，艳以避卷免应离力叠谈加设计尿原则工艺迁措施工艺拾原则消除奇残余豪应力侦的措巴施注：扫振动把法的毒优点姑，从随应力艺消除钳效果堵看，字振动到法比闹用同挎样大挺小的延静载醒拉伸柱效果半好，锅且具投有设蛾备简加单，吸价廉百，处规理成木本低猪，时澡间短菊，无生高温祖回火填的金拼属氧棕化问示题等渠优点太。8.焊接炊残余去应力俗的测超定1.应力贿测定就方法功的分泪类按其眼对结钉构的扇是否挡破坏你来分按测脉试原伶理分应力惜释放弱法原理：利趋用构泻件在府机加锈工后映应力疑部分凑释放鼻，回方产生希变形继来重雅新分稀布应货力来矛达到晴平衡飘，利携用应将力应求变关咬系来贿求出熄应力亏。属哄于此客法的有切夜条法松，车膊削法晚，刨刮削法吧，套愿孔法疑，小保孔法。应力帜释放残法1.切条克法：将究待测鞭焊件广划分霜几个葱区域劫，在敌各区带待测读点上缸贴应梨变片严或加河工机服械引幸申计君的标英距孔修然后埋测原淋始读涝数，熔然后丑切断前，然向后在华读数康根据可以感算出并应力甲。应力弱释放沈法2.车削嚷法：此分